Dron je jenom hračka. Tento robotický havran umí létat, chodit i skákat

Většina dnešních dronů jsou kvadrokoptéry se čtyřmi vrtulemi, které jsou ceněné pro svou schopnost vzlétnout a přistát téměř kdekoli. Jsou však méně energeticky účinné než letadla s pevnými křídly, která doletí dál a vydrží ve vzduchu déle, ale vyžadují ranvej, odpalovací zařízení nebo je alespoň nutné, je při startu hodit velkou silou.

Tyto nevýhody překonává nový dron RAVEN (Robotic Avian-inspired Vehicle for multiple ENvironments), který má pevná křídla jako letadlo, ale současně robotické nohy inspirované ptáky, Ty mu umožňují chodit, přeskakovat překážky a provádět skokový vzlet, podobně jako skuteční ptáci.

Inspirovali se u havrana

Tým švýcarských vědců z École Polytechnique Fédérale de Lausanne se při vývoji robotických nohou pro dron RAVEN, což je také anglický výraz pro havrana, inspirovali ptačí anatomií. Museli přitom docílit, aby tyto nohy byly co nejlehčí, což zahrnovalo vynechání kolenního kloubu a pohyblivých prstů. Výsledná konstrukce s torzní pružinou v kotníku dokázala efektivně napodobit skokový vzlet ptáků, přičemž pružina zvyšovala rychlost odrazu až o 25 %.

Robotické nohy váží 230 gramů, což je více než u nohou havrana černého, ale stačilo to na zajištění chůze, skoku a vzletu. RAVEN dosáhl potřebné rychlosti 2,5 m/s za 0,17 sekundy pomocí skokového vzletu, který se navzdory vyšší energetické náročnosti ukázal jako nejefektivnější způsob, jak dostat dron do vzduchu.

Ve srovnání s tradičními drony tento způsob vzletu sice snižoval letovou efektivitu, ale na druhou stranu poskytuje dronu díky schopnosti pohybovat po zemi a překonávat překážky větší všestrannost. Svým přístupem vědci napodobují přírodní model ptáků, kteří také obětují část letových schopností ve prospěch mobility.

Na cestě k dokonalosti ho čekají další výzvy

Výzkumníci testovali všestrannost RAVENa na úkolech, které běžné drony nezvládnou, například průchod pod nízkým stropem, přeskočení mezery nebo skok na překážku. I když RAVEN úspěšně přeskočil 11cm mezeru a vyskočil na 26cm překážku, každý úkol vyžadoval předem naprogramovanou sadu pohybů, protože jeho ovládací systém nedokáže reagovat na nečekané změny. Bez adaptivních senzorů by se robot při setkání s překážkou jednoduše zřítil.

Další výzvou je využití nohou při přistávání, což je jednou z oblastí plánovaného vývoje. Vědci chtějí přidat senzory, například vizuální nebo haptické, které mu umožní přesné přistání. Zvažují také skládací křídla pro průchod stísněnými prostory nebo dokonce mávací křídla, která by sloužila k brzdění a manévrování při přistávání, podobně jako u ptáků. Cílem je připravit RAVEN na záchranné mise v obtížném terénu nebo na efektivní doručování zásilek, například do odlehlých horských oblastí.